Прогноз метели

Фрагмент из руководства по краткосрочным прогнозам погоды под редакцией редакцией д-ра физ.мат. наук Н. Ф. Вельтищева

Метелью называется перенос снега над земной поверхностью ветром достаточной силы. Различаются три разновидности метели:
1) общая метель — выпадение снега при сильном ветре (7 м/с и более); структура ветра при этом не имеет особого значения;
2) низовая метель — перенос сухого, ранее выпавшего снега, поднимаемого сильным ветром (примерно 10—12 м/с) с поверхности снежного покрова до высоты нескольких метров;
3) поземок — перенос ранее выпавшего сухого снега в слое, непосредственно прилегающем к земной поверхности (не более 10—12 см) при скорости ветра обычно более 5 м/с; при значительном усилении ветра поземок может переходить в низовую метель.
Метель (в зависимости от ее интенсивности) может быть опасным явлением для железнодорожного и автомобильного транспорта (заносы дорог, лощин, оврагов и т. д.), для авиации (ухудшения видимости) и сельского хозяйства (сдувания снега с открытых полей, засеянных озимыми культурами). На востоке Украины, на Дону, в Нижнем Поволжье, Казахстане и северных районах Средней Азии, где снежный покров очень неустойчив, сильный ветер довольно часто переносит вместе со снегом мельчайшие частицы рыхлой почвы. Такое явление наиболее вероятно поздней осенью при интенсивном вторжении арктического воздуха после продолжительного сухого периода.
Перенос ветром снега с частицами почвы представляет своеобразную комбинацию метели с пыльной бурей и вызывает наиболее тяжелую форму заноса выемок на шоссе и железных дорогах. Поэтому при обслуживании дорог необходимо принимать во внимание не только состояние снежного покрова, но и состояние обнаженных участков почвы.
Благоприятные условия для переноса свежевыпавшего снега создаются также в тех случаях, когда перед снегопадом на поверхности снежного покрова образовалась ледяная корка (наст). Устойчивый сильный ветер может переносить при этом сухой снег на большие расстояния и приводить к значительным заносам. Подобные заносы наиболее вероятны в тех местах, где на пути переноса снега имеются какие-либо препятствия, например возвышенности, насыпи железной дороги и др.
На территории СССР метели наблюдаются в основном с октября, но апрель, в некоторых же районах они встречаются как в более ранние, так и в более поздние сроки. Наибольшая повторяемость метелей отмечается в декабре—феврале. Повышенная повторяемость и большая интенсивность метелей отмечается в местах с орографическим усилением ветра (Урал, Северный Кавказ, предгорья Тянь-Шаня и др.).
Прогноз метелей базируется на прогнозе развития синоптических процессов и сводится к прогнозу снегопада и сильного ветра при отрицательных температурах с учетом состояния снежного покрова.
Общие метели связаны обычно с зонами фронтальных осадков преимущественно в системе углубляющихся циклонов. Главная роль принадлежит при этом теплым фронтам или фронтам окклюзии, более редко — холодным фронтам. Метели отмечаются также в неустойчивых воздушных массах при ливневых снегопадах с сильными ветрами. В этих случаях возникают сильные, но кратковременные общие метели (заряды), перемежающиеся с периодами хорошей видимости, иногда с поземками.
Низовые метели и поземки (нередко переходящие друг в друга) наблюдаются преимущественно в тылу циклонов и на периферии антициклонов (особенно на юго-западной и западной) при больших горизонтальных градиентах давления, т. е. при сильных ветрах, после выпадения сухого снега. Такие метели могут быть очень продолжительными и вызывать большие снежные заносы. При мокром снежном покрове, а также при интенсивном его уплотнении поземки и низовые метели исключены.
Наиболее благоприятные условия для развития метелей создаются в районах, где циклон приближается к продолжающемуся еще усиливаться антициклону или отрогу. Вследствие сближения изаллобарических областей разного знака происходит увеличение барических градиентов, а следовательно, и усиление ветра, иногда до штормового. В этих районах при наличии снегопадов развивается интенсивная общая метель. Такие же метели могут возникать при оттеснении малоподвижного циклона усиливающимся и расширяющимся по площади антициклоном (например, распространение сибирского антициклона к западу).
В северной половине ETC наиболее часто сильные метели возникают при перемещении циклонов с запада на восток, а также при «ныряющих» циклонах, перемещающихся с северо-запада к юго-востоку и затем к востоку. Чем круче к югу проходят траектории ныряющих циклонов, и чем лучше циклоны оформлены в барическом поле, тем вероятнее распространение метели и на южную половину ETC. При этом процессе кратковременные метели в зоне холодных фронтов могут наблюдаться даже на побережьях Черного и Азовского морей.
Весьма интенсивные метели, как в европейской части СССР, так и в Казахстане и Западной Сибири вызываются так называемыми южными циклонами, т. е. циклонами, перемещающимися к северу и северо-востоку из районов Балкан, Средиземного, Черного и Каспийского морей и с верховьев Амударьи. Зарождаясь в южных широтах, эти циклоны обладают большой термодинамической энергией. Кроме того, над Европейской территорией СССР и Западной Сибирью они нередко регенерируют на арктических фронтах, следовательно, получают добавочную энергию и углубляются. Наиболее интенсивные метели наблюдаются в основном в зоне теплых фронтов этих циклонов при восточных и северо-восточных ветрах.
На Средней Волге и в Предуралье с указанными циклонами бывают связаны наиболее продолжительные метели, особенно: при смещении южных циклонов, когда на Средний Урал, Каму .или Верхнюю Волгу распространяется отрог сибирского антициклона. Происходит значительное увеличение барических градиентов вследствие сближения области падения давления в передней части циклона с областью роста в отроге. Усилению метелей в Предуралье способствует также повышение местности с запада на восток. Наиболее интенсивные метели в Предуралье наблюдаются при перемещении циклонов с Амударьи или юга Каспийского моря и их регенерации. Сильные метели в этом районе отмечаются в тех случаях, когда вслед за переваливающим через Урал циклоном развивается антициклон, что вызывает увеличение 'барических градиентов и усиление ветра.
Непосредственно к востоку от Урала метели, преимущественно низовые, наблюдаются в основном при северных ветрах — в тылу циклонов. Наиболее продолжительные метели связаны с регенерацией в Зауралье южных и юго-западных циклонов. На юге Украины сильные метели при восточных ветрах возникают при наличии малоподвижного циклона над Черным морем и усиливающейся области высокого давления над большей частью Европейской территории СССР. Если циклон медленно перемещается с Черного моря на Северный Кавказ, продолжительные метели наблюдаются в долинах рек Кубани и Дона.
При развитии циклона над северной частью Каспийского моря, а антициклона или отрога сибирского антициклона над Нижним Поволжьем в Западном Казахстане наблюдаются метели.
В Алтайской, Саяно-Байкальской и Янско-Колымской горных странах и в Забайкалье, где зимой преобладает антициклоническая безоблачная погода со слабыми ветрами, метелей бывает мало. Они наблюдаются лишь изредка при прохождении холодных фронтов в тех районах, где бывает местное усиление ветра.
На Дальнем Востоке метели наблюдаются при перемещении циклонов с юго-запада на северо-восток — с Восточно-Китайского и Желтого морей на Командорские о-ва или Охотское море, а также с запада — из районов Байкала, Монголии или Северо-Восточного Китая (Дунбэя) на Охотское море.
Наиболее сильные метели (пурга) наблюдаются на побережье Охотского моря, в низовьях Амура, на севере Сахалина и в Татарском проливе. Они развиваются в периоды, когда на востоке Азиатского материка располагается малоподвижный мощный антициклон или отрог сибирского антициклона, а вдоль побережья по морям перемещаются глубокие циклоны, вызывающие интенсивные снегопады и штормовые ветры. По мере удаления в глубь континента интенсивность и повторяемость метелей уменьшаются, они часто носят характер низовых метелей и поземков.
В долинах рек, протекающих между горными хребтами, вследствие отклонения общего потока воздуха от первоначального направления метели отмечаются при определенных направлениях ветра. Эти направления зависят от ориентировки речных долин и горных хребтов. Например, на Нижне-Амурской низменности вследствие отклонения воздушного потока горными хребтами метели отмечаются главным образом при северных ветрах (выносы воздуха с Охотского моря) и при южных, дующих с материка.
В долине р. Уссури преобладают метели при юго-западных,, северо-западных и северных ветрах, что в значительной мере связано с влиянием хребтов Сихотэ-Алинь и самой речной долины. На Средне-Амурской низменности метели и поземки наблюдаются при северо-западных и западных ветрах. На Зейско-Буреинском плато ветры указанных направлений в узких долинах рек бывают слабыми, поэтому здесь метели встречаются реже, чем на обширной Средне-Амурской низменности.

Видимость при снегопаде и метели

Снег ухудшает видимость в большей мере, чем дождь. Это связано с размерами снежинок, их отражательной и рассеивающей способностью. Для прогноза видимости при снеге и слабом ветре рекомендован график, на котором на оси ординат отложена интенсивность снегопада I мм/ч, на оси абсцисс — МДВ в километрах. Так, при I=0,2 мм/ч (~2,5 мм/12 ч) находим на шкале абсцисс значение МДВ, равное примерно 2 км. Пунктирные кривые позволяют определить экстремальные значения МДВ при данной интенсивности снегопада. В приведенном примере минимальное значение МДВ составляет около 1,2 км, максимальное — 3,2 км.

Зависимость видимости от интенсивности снегопада при слабом ветре (по данным метеорологических станций Украины)

Несмотря на возможные значительные колебания видимости при некоторой средней интенсивности снегопада, график дает определенное представление о связи между интенсивностью снегопада и дальностью горизонтальной видимости. Дополнительной причиной ухудшения видимости при снегопаде является усиление ветра, особенно, когда скорость ветра становится значительной. Это хорошо видно на графике зависимости видимости от интенсивности снегопада и скорости ветра (рис. 15.11.3). На графике обозначены три зоны, соответствующие различной интенсивности снегопада и различной скорости ветра. Так, при интенсивности снегопада >3 мм/12 ч и скорости ветра 6 м/с видимость ухудшается до 1,5—0,3 км, а при той же интенсивности и скорости ветра около 20 м/с — до 1000—100 м.
При интенсивности снегопада менее 1 мм/ч даже при скорости ветра 20 м/с видимость бывает преимущественно более 2 км.

Зависимость видимости от интенсивности снегопада и скорости ветра (по данным метеорологических станций ЕТС и Западной Сибири)

На рисунке видно, что зависимость горизонтальной дальности видимости от средней интенсивности снегопада не очень строгая: соседние зоны частично перекрываются. Ухудшение видимости менее 1 км наблюдается только при интенсивности снегопада более 3 мм/12 ч.
В некоторых районах прогноз дальности видимости при снегопадах и метелях основывается на учете климатологических данных и синоптических ситуаций. Например, на Дальнем Востоке ухудшение видимости из-за снегопадов и метелей неравномерно: отчетливо выступает зависимость степени ухудшения видимости от рельефа местности, географических особенностей, от влияния циклонической деятельности. При снегопадах интенсивностью более 0,25 мм/ч независимо от скорости ветра видимость не превышает 1 км, а при ветре более 16 м/с она почти всегда менее 0,5 км.
Связь ухудшения видимости со скоростью ветра при снегопадах можно представить следующими данными: при интенсивности снегопада от 0,1 до 0,25 мм/ч видимость менее 0,5 км наблюдается при скорости ветра 5-8 м/с в 4-11 % случае скорости ветра 13-16 м/с в 30-60 % случаев, а при скорости ветра более 20 м/с — в 85—100 %.

Назад в раздел